普通快滤池计算

4.5普通快滤池工艺设计与计算4.5.1.滤池面积和尺寸滤池工作时间为24h，冲洗周期为12h，滤池实际工作时间为：hT8.2312241.024式中：0.1代表反冲洗停留时间由于该水厂引用水库里面的水，其水质比较好，故该滤池采用石英砂单层滤料，其设计滤速为8~10m/h，本设计取1v=10hm/，滤池面积为：219.1498.231005.16.33986mTvQF根据设计规范，滤池个数不能少于2个，即N≥2个，根据规范中的表如下：本设计采用滤池个数为4个，其布置成对称单行排列。每个滤池面积为:24.3749.149mNFf式中：f—每个滤池面积为（m2），N—滤池个数N≥2个,取4个F—滤池总面积（m2）设计中采用滤池尺寸为：则L=6m，B=6m，故滤池的实际面积为6*6=36m2实际滤速v1=3600*1.05/(23.8*4*36)=10.41m/h，基本符合规范要求：滤速为8~10m/h。校核强制流速2v为：当一座滤池检修时，其余滤池的强制滤速为hmNNvv/88.131441.104112，符合规范要求：强制滤速一般为10~14m/h2.滤池高度：H=H1+H2+H3+H4式中：H---滤池高度（m），一般采用3.20-3.60m；H1---承托层高度（m）；一般可按表（1）确定；H2---滤料层厚度（m）；一般可按表（2）确定；H3---滤层上水深（m)；一般采取1.5~2.0mH4---超高（m）；一般采用0.3m设计中取H1=0.40m，H2=0.70m，H3=1.80m，H4=0.30m；mH20.330.080.170.040.0表4-6大阻力配水系统承托层材料、粒径与厚度层次(自上而下)材料粒径(mm)厚度(mm)1砾石2～41002砾石4～81003砾石8～161004砾石16～32本层顶面应高出配水系统孔眼100表4-7滤池滤速及滤料组成滤料种类滤料组成正常滤速(m/h)强制滤速(m/h)粒径(mm)不均匀系数(K80)厚度(mm)单层细砂滤料石英砂d10＝0.552.07007～99～12双层滤料无烟煤d10＝0.852.0300～4009～1212～16石英砂d10＝0.552.0400三层滤料无烟煤d10＝0.851.745016～1820～24石英砂d10＝0.501.5250重质矿石d10＝0.251.770均匀级配粗砂滤料石英砂d10=0.9～1.21.41200～15008～1010～13注：滤料的相对密度为：石英砂2.50～2.70；无烟煤1.4～1.6；重质矿石4.40～5.20。4.5.2每个滤池的配水系统1、最大粒径滤料的最小流化态流速54.0031.2054.031.131.1)1(26.12mmdVmfVmf---最大粒径滤料的最小流化态流速（m/s)；d---滤料粒径（m）；---球度系数；---水的动力粘度[(N.S)/m2]m0---滤料的孔隙率。设计中取d=0.0012m，=0.98，m0=0.38，水温200时=0.001(N.S)/m2scmVmf/08.1)38.01(38.0001.098.00012.026.1254.031.254.031.131.12、反冲洗强度q=10KVmfq---反冲洗强度[L/(s/m2)],一般采用12~15L/(s/m2)；K---安全系数，一般采用1.1~1.3.设计中取K=1.3q=10X1.3X1.08=14L/(s/m2)3、反冲洗水流量qg=f·q式中qg—反冲洗干管流量(L.s)。qg=36x14=504L/s4、干管始端流速23.10.4DqVgg式中Vg—干管始端流速(m/s)，一般采用1.0-1.5m/s;qg—反冲洗水流量(L/s);D—干管管径（m)。设计中取D=0.8msmVg/00.18.0.105044235、配水支管根数nj=aL2式中nj---单池中支管根数(根);L---滤池长度(m);A---支管中心间距(m)，一般采用0.25~0.30m。设计中取a=0.30mnj=根4030.00.62单格滤池的配水系统如图所示。图4-8单格滤池配水系统布置图6、单根支管人口流量qj=jgnq式中qj---单根支管入口流量（L/s).qj=sLnqjg/6.12405047、支管入口流速23.410jjjDqV式中Vj---支管入口流速（m/s),一般采用1.50~2.0m/sDj---支管管径（m）。设计中取Dj=0.10msmVj/60.110.0.4106.12238、单根支管长度)(21DBlj式中lj---单根支管长度（m）；B---单个滤池宽度（m）；D---配水干管管径（m）。设计中取B=6m，D=0.80m；mlj6.2)80.00.6(219、配水支管上孔口总面积Fk=K.f式中Fk---配水支管上的孔口面积（m2）K---配水支管上孔口总面积与滤池面积f之比，一般采用0.2%~0.25%，设计中取K=0.25%则Fk=0.09m210、配水支管上孔口流速kgkFqV式中Vk---配水支管上的孔口流速，一般采用5.0~6.0msmVk/6.51125.0630.011、单个孔口面积24kkdf式中fk---配水支管上单个孔口面积（mm2）；dk---配水支管上孔口的直径（mm），一般采用9~12mm。设计中取dk=9mm225.6394mmfk12、孔口总数个14185.63900000kN13、每根支管上的孔口数jkknNn式中nk---每根支管上的孔口数（个）。个36401418kn支管上孔口布置成二排，与垂线成450夹角向下交错排列，如右图所示14、孔口中心距2kjknla式中ak---孔口中心距（m）。设计中取lj=2.6m，nk=36个mak14.02366.215、孔口平均水头损失21021Kqghk式中hk---孔口平均水头损失（m）；q---冲洗强度[L/(s/.m2];---流量系数，与孔口直径和壁厚的比值有关；K---支管上孔口总面积与滤池总面积之比，一般采用0.2%~0.25%。设计中取=5mm，k=0.250/0；则孔口直径与壁厚之比8.159kd，选用流量系数=0.68mKqhk5.325.068.010146.191108.9212216、配水系统校核对大阻力配水系统，要求其支管长度lj与直径dj之比不大于602610.060.2jjdl60对大阻力平配水系统，要求配水支管上孔口总面积Fk与所有支管横截面积之和的比值小于0.5jjkfnF.0.5Fj=2.4jD式中fj---配水支管的横截面积（m2）。287.010.04501125.0.2jjkfnF0.5，满足要求。4.5.3.洗砂排水槽1、洗砂排水槽中心距a0=l/n1式中：a0—洗砂排水槽中心距n1—每侧洗砂排水槽数（条）因洗砂排水槽长度不宜大于6m，故在设计中将每座滤池中间设置排水渠，在排水渠两侧对称布置洗砂排水槽，每侧洗砂排水槽数n1=3条，池中洗砂排水槽总数为n2=6条a0=7.5/3=2.5m2、每条洗砂排水槽长度为mbBl6.228.0620式中：l0—每条洗砂排水槽长度（m）b—中间排水渠宽度（m）取b=0.8m3、每条洗砂排水槽的排水量sLnqqg/84650420式中：q0—每条洗砂排水槽的排水量qg—单个滤池的反冲洗水量n2—洗砂排水槽总数4、洗砂排水槽断面模数洗砂排水槽采用三角形标准断面，如图：洗砂排水槽断面模数：mvqx18.06.01000845.010005.05.05.0式中：x—洗砂排水槽断面模数v0—槽中流速（m/s）一般采用0.6m/s5、洗砂排水槽顶距砂面高度mcxeHHe90.008.005.020.05.27.0%6.385.22式中：He—洗砂排水槽顶距砂面高度e—砂层最大膨胀率，石英滤料一般采用30%~50%，取40%δ—排水槽底厚度取0.05mH2—滤料厚度取0.7mc—洗砂排水槽的超高，取0.08m6、洗砂排水槽总面积为：2202.10680.066.218.022mbLnlxF校核排水槽种面积与滤池面积之比：%25%28362.10fF，基本满足要求7、中间排水渠中间排水渠选用矩形断面，渠底距洗砂排水槽底部的高度为：mgbqHge58.073.132单格滤池的反冲洗排水系统布置图如下：图4-9单格滤池的反冲洗排水系统布置图4.5.4滤池反冲洗滤池反冲洗水可由高位水箱或专设冲洗水泵供给，本设计采用水泵供水反冲洗1、单个滤池的反冲洗用水总量244.181100060636141000mqftW式中：W—单个滤池的反冲洗用水总量t—反冲洗时间,一般为7~5min取6min表4-8水冲洗强度及冲洗时间(水温20℃时)滤料组成冲洗强度[L/(m2·s)]膨胀率(%)冲洗时间(min)单层细砂级配滤料12～15457～5双层煤、砂级配滤料13～16508～6三层煤、砂、重质矿石级配滤料16～17557～52、高位水箱冲洗（1）高位冲洗水箱的容积3116.272100036036145.11000..5.15.1mtfqWW式中W1---高位冲洗水箱的容积（m3)。设计中取t=360s。（2）承托层的水头损失mqHhw12.01440.0022.0.022.013式中hw3---承托层的水头损失（m）；H1---承托层的厚度（m）。设计中取H1=0.40m（3）冲洗时滤层的水头损失mhw68.07.041.01110002650.Hm1.1204水砂式中hw4---冲洗时滤层的水头损失（m）；砂---滤料的密度（Kg/m3),石英砂密度一般采用2650Kg/m3;水--水的密度（Kg/m3)；m0---滤料未膨胀前的孔隙率；H2---滤料未膨胀前的厚度（m）。设计中取m0=0.41，水=1000Kg/m3,砂=2650Kg/m3,,H2=0.7m。（4）冲刺水箱高度54321tH式中Ht---冲洗水箱的箱底距冲洗排水曹顶的高度（m）；hw1---水箱与滤池间的冲洗管道的沿程和局部水头损失之和（m）；hw2---配水系统的水头损失（m）；hw5---备用水头（m），一般采用1.5~2.0m。设计中取hw1=1.0m，hw2=hk=3.5m，hw5=1.5mHt=1.0+3.5+0.12+0.68+1.5=6.8m3、水泵反冲洗（1）水泵流量qfQ.,式中,Q---水泵流量（L/s)。sLQ/5041436,（2）水泵扬程：543210hhhhhHH式中：H---水泵扬程（m）；H0—排水槽顶与池最低水位高差（m），一般采用7m左右；h1---水泵压水管路和吸水管路的水头损失（m）；h5---安全水头（m），一般采用1~2m。设计中取H0=7m，h1=2.0m，hw2=hk=3.5m，hw3=0.12m，hw4=0.68m，h5=1.5m。H=7.0+2.0+3.5+0.12+0.68+1.5=14.8m（3）水泵型号的选择：查《给排水设计手册第十一册》选择两台水泵（一备一用），其型号为：20SA-22A，泵的扬程为16m，流量为500L/s，配套电机选用Y315L1-6，选两台泵一用一备。水泵吸水管采用钢管，吸水管直径DN700，管中流速V=1.3m/s符合要求。水泵压水管也采用钢管，压水管直径DN600，管中流速V=1.71m/s,符合要求。4.5.5.进、出水系统1．、进水总渠滤池的